(57)【要約】【課題】アプリケータロールへの樹脂の巻き付きを防止可能で、良好な塗膜外観を有するストリップを経済的に得ることができるストリップの連続塗装装置およびそれを用いた連続塗装方法を提供する。【解決手段】アプリケータロールの表面に塗料をスプレー可能なノズルを設けると共に、ピックアップロールを内部に水冷室を設けたロール構造とした。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストリップと接触し塗料を塗布するアプリケータロールと、該アプリケータロールへ接触部を介して塗料を供給するピックアップロールとを備えたストリップの連続塗装装置において、前記アプリケータロールの表面に前記塗料をスプレー可能なノズルを設けると共に、前記ピックアップロールを内部に水冷室を設けたロール構造としたことを特徴とするストリップの連続塗装装置。
【請求項２】
ピックアップロールからアプリケータロールへ接触部を介して塗料を供給しつつ、前記アプリケータロールをストリップと接触させて塗装を行うストリップの連続塗装方法において、前記アプリケータロールの表面に前記塗料をスプレーして前記アプリケータロールの表面を冷却すると共に、前記ピックアップロールの表面を内部水冷により冷却することを特徴とするストリップの連続塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼帯に代表されるストリップの表面の塗装を行うストリップの連続塗装装置および連続塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
亜鉛めっき鋼帯をはじめとする各種表面処理鋼帯は、耐食性、プレス時の潤滑性、耐指紋性あるいは絶縁性を向上させるため、その表面に、クロメート液や潤滑剤含有樹脂等を塗布する塗装処理が施されている。鋼帯等のストリップの連続塗装作業には、一般にロールコータと称される装置が使用されている。
【０００３】
ここで、３ロールコータによる塗装原理について図５により説明する。
【０００４】
図５中、回転するピックアップロール１０２の一部が塗料パン１０４に溜められた塗料１０Ｌの浴内に浸漬されている。ピックアップロール１０２の表面上に付着した塗料は、ピックアップロール１０２の近傍に配置されたミ−タリングロール１０３で所定量に調整され、ピックアップロール１０２とアプリケータロール１０１との接触部を介してアプリケータロール１０１の表面に転写され、さらにストリップ１０Ｓの表面に転写される。但し、図５は、ストリップの片側表面に塗装を行う場合について示したが、両側表面に塗装を行う場合には、反対側にも各ロールを配置すればよいことは説明するまでもない（図６参照）。
【０００５】
このような３ロールコータによる塗装方法は、被塗装材料であるストリップの進行方向と、塗料をストリップに転写し、塗布するアプリケータロールの回転方向とが接触点において同じ向きとなるナチュラルロールコータ方式と、接触点において逆向きとなるリバースロールコータ方式に大別される。このうちのリバースロールコータ方式は、比較的、高速まで均一な塗布量を安定して得られること、比較的厚膜塗装に適すること、塗装後の塗膜外観が良いこと等の特徴があり、広く採用されている。
【０００６】
近年、作業効率を高めるために、塗装の高速化が進められ、また、連続焼鈍ラインの焼鈍炉の下流側にロールコータを設置し、焼鈍と塗装とを同一ラインで処理することも行われている。
【０００７】
ところで、塗装高速化の過程において、塗装後のストリップ表面にストリップ長手方向に沿ってローピングと称される筋模様が発生する場合があった。これを効果的に防止するため、図６に示すようなノズル１０５を設けた装置を用いることが提案されている（特許文献１）。
【０００８】
ここで、ノズル１０５は、アプリケータロール１０１に塗料をスプレー可能に構成されている。符号１０６は、循環タンク、符号１０７は、循環タンク１０６から塗料パン１０４およびノズル１０５へ塗料を供給するためのポンプを示す。なお、符号１０Ｇは、ピックアップロール１０２とミ−タリングロール１０３間の間隙を示す。
【０００９】
特許文献１記載の装置によれば、塗装時、ストリップ１０Ｓとの接触後で、ピックアップロール１０２と接触するまでの間における、アプリケータロール１１表面にノズル１０５から塗料がスプレーされるので、アプリケータロール１１の表面における塗膜切れが効果的に解消され、ローピングの発生が防止できるとされている。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−２６２７１０号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、連続焼鈍ラインの焼鈍炉の下流側にロールコータを設置し、焼鈍と塗装とを同一ラインで処理するようにした場合、高速塗装時、塗料中の樹脂が凝集したり、凝集した樹脂がロールに巻き付いて、製品の塗膜外観にかすれと称される、ローピングとは原因が異なる外観不良が発生することがあった。
【００１２】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、アプリケータロールへの樹脂の巻き付きを防止可能で、良好な塗膜外観を有するストリップを経済的に得ることができるストリップの連続塗装装置およびそれを用いた連続塗装方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のとおりである。
【００１４】
本発明のストリップの連続塗装装置は、ストリップと接触し塗料を塗布するアプリケータロールと、該アプリケータロールへ接触部を介して塗料を供給するピックアップロールとを備えたストリップの連続塗装装置において、前記アプリケータロールの表面に前記塗料をスプレー可能なノズルを設けると共に、前記ピックアップロールを内部に水冷室を設けたロール構造としたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のストリップの連続塗装方法は、ピックアップロールからアプリケータロールへ接触部を介して塗料を供給しつつ、前記アプリケータロールをストリップと接触させて塗装を行うストリップの連続塗装方法において、前記アプリケータロールの表面に前記塗料をスプレーして該ロールの表面を冷却すると共に、前記ピックアップロールの表面を内部水冷により冷却することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、連続焼鈍ラインの焼鈍炉の下流側にロールコータを設置し、焼鈍と塗装とを同一ラインで処理するようにした場合、ストリップの塗膜にかすれと称される外観不良が発生する原因を鋭意検討した。この結果、かすれと称される外観不良が発生する原因は、高速塗装時、塗装前のストリップ温度が高くなることに起因して、高温のストリップと接触したアプリケータロールの表面温度が上昇し、それに伴って、アプリケータロールと接触したピックアップロールの表面温度が高温となって、ピックアップロール表面に付着した塗料中の樹脂が凝集し、凝集した樹脂がアプリケータロールに巻き付くことが原因であることを究明した。
【００１７】
そこで、図１に示すように、ストリップＳと接触しつつ塗料を転写して塗布するアプリケータロール１と、該アプリケータロール１へ接触部を介して塗料を供給するピックアップロール２と、該ピックアップロール２に近接配置され、ピックアップロール２の表面上に付着した塗料を所定量に調整するミ−タリングロール３とを備えたストリップの連続塗装装置において、アプリケータロール１のロール表面上に塗料をスプレーするノズル５を設け、図２（ａ）、（ｂ）に示すようにピックアップロール２を内部に水冷室２ｃを設けたロール構造とした。
【００１８】
この場合、ストリップＳに対してアプリケータロール１、ピックアップロール２およびミ−タリングロール３が対称となるように配置され、上記ノズル５は、アプリケータロール１の表面上に塗料をスプレー可能に設置されている。このノズル５の数は、垂直に引き上げられているストリップＳと接触するロールの通板幅にわたって塗料をスプレーできるようにストリップＳの幅に対応して適宜決定することができる。なお、ノズル５は、冷却能力により、アプリケータロール１のロール周方向複数箇所に設置するようにしてもよい。
【００１９】
図１中、ポンプ７は、循環タンク６からストリップＳに対して一側に配置された塗料パン４およびノズル５へ塗料を供給するためのポンプであり、ポンプ８は、循環タンク６から、ストリップＳに対して他側に配置された塗料パン４およびノズル５へ塗料を供給するためのポンプである。従ってこの装置によれば、塗装時にはノズル５からアプリケータロール１の表面に塗装をスプレーすることにより、該ロール表面を冷却し、該ロールの表面温度を下げることができる。符号Ｇは、ピックアップロール２とミ−タリングロール３間の間隙を示す。
【００２０】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、アプリケータロール１、ピックアップロール２およびミ−タリングロール３は、それぞれのロールを駆動するモータ９１、９２、９３に接続されている。
【００２１】
この装置のピックアップロール２には、その内部に水路２ａ、２ｂに連通する水冷室２ｃが設けられている。水路２ａは、反駆動側からモータ９２に接続される駆動側に差し渡され、モータ９２の動力を伝達するロールネック部につながった軸部内に設けられている。一方、水路２ｂは、反駆動側の軸部外周に設けられている。また、水冷室２ｃは、前記した水路２ａに連通すると共に水路２ｂに連通して設けられている。水冷室２ｃと水路２ａ間の水路は軸部の周方向数箇所に設けてある。従ってこの装置によれば、塗装時、ロールネック部の反駆動側端に設けられている回転自在とされた連結部に、図示しない冷却水循環装置を接続し、冷却水循環装置を運転することにより、連結部から導入された冷却水が、水路２ａを通って水冷室２ｃに到達し、水冷室２ｃにおいてピックアップロール２の外郭部を内面側から水冷することにより、ピックアップロール２の表面が冷却される。使用後の冷却水は、水路２ｂを通り、連結部から冷却水循環装置に戻る。
【００２２】
なお、図１で下から上に垂直に引き上げられているストリップＳの最大幅寸法をＷとした場合、ピックアップロール２の外郭部を内面から水冷する水冷室２ｃは、ピックアップロール２の軸方向にストリップＳの最大幅寸法Ｗを超える範囲にまで設けるようにするのが、幅が最大幅寸法ＷであるストリップＳの塗装を行うに際し、全幅Ｗにわたってピックアップロール２の軸方向表面温度分布を均一にできるので好ましい。
【００２３】
ここで、連続塗装装置において、ピックアップロール２をその内部に水冷室２ｃを設けたロール構造とする理由は、一般にピックアップロール２としては、内部が中空である金属製ロールが用いられ、一方、アプリケータロール１としては、一般に内部が中空で、表面がゴムなどで被覆されたゴム・ライニングロールが用いられるため、金属製ロールが用いられているピックアップロール２の方を内部水冷とすることで、塗料中の樹脂がロール表面上で凝集してしまうのを効果的に防止でき、また、ピックアップロール２と接触しているアプリケータロール１の表面温度を効率よく下げることができるからである。
【００２４】
なお、ミ−タリングロール３としては、内部が中空である金属製シェルロールとするのが、ピックアップロール２との間隙Ｇを高速時まで一定にできるので好ましい。また、ピックアップロール２を内部に水冷室２ｃを設けた金属製ロールとし、ミ−タリングロール３を内部が中空である金属製シェルロールとした場合には、寿命などの点でクロムめっき処理を施すのがより好ましい。
【００２５】
以上説明した連続塗装装置の作用について図４を用いて説明する。
【００２６】
図４は上述した装置を連続焼鈍ラインの焼鈍炉の下流側に設置し、焼鈍と塗装とを同一ラインで処理するようにした場合の一側について示したものである。この装置は、ピックアップロール２の表面上に付着させた塗料を、ピックアップロール２の近傍に配置されたミ−タリングロール３で所定量に調整し、ピックアップロール２とアプリケータロール１の接触部でアプリケータロール１の表面に転写し、次いでアプリケータロール１とストリップＳとの接触部でストリップ表面に転写して塗布する。その際、アプリケータロール１の、ストリップＳと接触した後であってピックアップロール２と接触するまでの間のロール表面に塗料Ｌをスプレーして該ロール表面を冷却すると共に、ピックアップロール２の表面を内部水冷により冷却することで接触部を介して接触しているアプリケータロール１の表面をロール間接触熱伝達により冷却したから、ストリップの塗膜にかすれと称される外観不良が発生することを防止できる。
【００２７】
この理由は、高速塗装時、ストリップＳの温度が上昇し、たとえ、ストリップＳの温度が塗料中の樹脂の凝集発生温度（この温度を、塗料使用上限温度とする）以上となっても、アプリケータロール１のロール表面温度を塗料Ｌのスプレーにより効率的に下げることができ且つアプリケータロール１のロール表面温度をピックアップロール２とのロール間接触熱伝達により効率的に下げることができるためである。勿論、ピックアップロール２の表面温度も、ピックアップロール２を内部水冷とすることで樹脂の凝集発生温度未満に下げることができる。
【００２８】
この結果、アプリケータロール１の表面温度を塗料中の樹脂の凝集発生温度より低い温度とすることができ、ピックアップロール２に付着した後であって、
アプリケータロール１に転写し、ストリップＳに転写する前までの間に塗料中の樹脂が凝集することが抑制でき、樹脂がアプリケータロール１に巻き付くことが防止できるのである。
【００２９】
なお、アプリケータロール１の回転方向がストリップＳの進行方向と接触点において逆向きとなるようにしてもよいし同方向となるようにしてもよい。
【００３０】
ところで、塗料Ｌをアプリケータロール１のロール表面にスプレーし、アプリケータロール１のロール表面をより効率的に冷却するには、ピックアップロール２の表面の一部が浸漬される塗料パン４の浴温を管理温度の下限近傍に管理するのが好ましい。このようにするには、例えば、塗料パン４の側壁をジャケット構造にすることができる。側壁がジャケット構造にされた塗料パン４を有するストリップの連続塗装装置を用いた場合、塗装時、図３に示すように、冷却水入口４ａから冷却水を導入し、冷却水出口４ｂから冷却水を排出することにより、塗料パン４内の塗料温度を管理温度の下限近傍に保つことができる。
【００３１】
図３中、符号４１、４２、４３、４４は、冷却水の流れ方向を示す。
【００３２】
なお、上述したストリップの連続塗装装置を連続焼鈍ラインの焼鈍炉の下流側に設置し、焼鈍と塗装とを同一ラインで処理するようにした場合において、高速塗装時、ストリップの塗膜にかすれと称される外観不良が発生することを防止する一方法として、塗装前のストリップの温度を塗料中の樹脂の凝集発生温度未満に低下させる方法も検討した。しかし、塗装前のストリップの温度を低くする方法は、塗装前にストリップを冷却する水冷設備やストリップの水冷後、塗装前にストリップ表面を乾燥させるドライヤー設備を設置しなければならず、設備投資が過大となるうえに、ランニングコストも高くなるので、この方法は経済的でなかった。
【００３３】
【実施例】
図１に示す垂直パスのストリップの連続塗装装置を連続焼鈍ラインの焼鈍炉の下流側に設置し、板厚が０．５ｍｍ、板幅が１８００ｍｍ鋼帯に絶縁被膜を塗布して、塗膜外観を評価し発明例とした。塗料中の樹脂の凝集発生温度は、２５℃、塗料パン４の浴温の管理温度は、１８〜２０℃である。ストリップ通板速度が３００ｍｐｍで、塗装前のストリップ温度が塗料中の樹脂が凝集する温度以上の４０℃となった。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
表１に示すように、冷却水の温度１０℃でのピックアップロールの内部水冷および塗料のスプレーによるアプリケータロール表面の冷却を共に行った発明例の場合、アプリケータロールの表面温度は、塗料中の樹脂の凝集発生温度未満である２２℃と低く維持できた。このため、発明例の場合には、アプリケータロールへの樹脂の巻き付きがなく、ストリップの塗膜外観が良好であった。
【００３６】
一方、ストリップ通板速度が３００ｍｐｍで、塗装前のストリップ温度が塗料中の樹脂が凝集する温度以上の４０℃となっていると共に、ピックアップロールの内部水冷がなく、塗料のスプレーによるアプリケータロール表面の冷却もない従来例の場合、アプリケータロールの表面温度は、塗料中の樹脂凝集温度以上の、３０℃となり、アプリケータロールへの樹脂の巻き付きが発生し、ストリップの塗膜にかすれが発生した。なお、塗料パンの水冷を行い、塗料パンの浴温を２０℃に維持した。また、アプリケータロールはロール径が３００ｍｍのゴムライニング製とし、ピックアップロールはロール径が３００ｍｍの金属製とし、ミータリングロールはロール径が１５０ｍｍの金属製とした。また、発明例においては、ノズルからの塗料の吐出量は１〜２ｌ／ｍｉｎ、ピックアップロールの内部への冷却水供給量は８〜１０ｌ／ｍｉｎとした。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、アプリケータロールへの樹脂の巻き付きを防止でき、良好な被膜外観を有するストリップ製品を経済的に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るストリップの連続塗装装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に用いたロールの内部構造を示す模式図であって、（ａ）は、図１のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は図２（ａ）のＹ−Ｙ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に用いた塗料パンの冷却構造を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るストリップの連続塗装装置の作用を説明する模式図である。
【図５】従来の３ロールコータの作用を説明する模式図である。
【図６】特許文献１に記載の、アプリケータロールに塗料をスプレー可能なノズルを設けた装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
Ｓ、１０Ｓ  鋼板（ストリップ）
Ｌ、１０Ｌ  塗料
１、１０１  アプリケータロール
２、１０２  ピックアップロール
３、１０３  ミ−タリングロール
４、１０４  塗料パン
５、１０５  ノズル
６、１０６  循環タンク
７、８、１０７  ポンプ
９１、９２、９３  モータ
２ａ、２ｂ  水路
２ｃ  水冷室
４ａ  冷却水入口
４ｂ  冷却水出口
４１、４２、４３、４４  冷却水の流れ方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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